脱氮除磷活性污泥法工艺及其设计课件.ppt

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1、4.6脱氮除磷活性污泥法工艺及其设计4.6.1脱氮原理与工艺技术氮污染的危害1.富营养化——N、P引起，藻类问题（滇池，太湖）；2.提高制水成本——污水消毒时，增加投氯量；3.污水回用填塞管道——NH3－N可促进设备中微生物的繁殖；4.农业灌溉——TN不大于1mg/l，否则对农作物有影响。1.有机氮2.氨态氮（NH3—N、NH4+—N）3.NO2—N、NO3—N4.N2氮的存在形式二级处理技术的局限性※合成代谢对氮磷的去处率低，水中氮磷过剩nCxHyOz+nNH3+n(x+y/4-z/2-5)O2(C5H7NO2)n+n(x-5)CO2+n/2(y-4)H2O4.6.1.1

2、氮的吹脱处理NH3+H2ONH4++OH-PH=7时，以NH4+存在PH=11时，90%NH3存在PH升高，去除NH3上升T上升，去除NH3上升脱氮塔技术的特点：除氮的效果稳定；操作简便，容易控制；NH3二次污染（可回收）；使用CaO易结垢（改用NaOH）水温下降时，效果差原理脱氮塔1.PH值——PH升高到10.5以上，去除率增加缓慢2.水温——水温升高，效率升高3.布水状态——滴状下落最好，膜状下落，效果大减4.布水负荷率——填料6m高以上时，其值不超过180m³/m².d5.气液比——填料6m高以上时，2200-2300以下为好。脱氮塔工作影响因素与设计参数4.6.1.2

3、生物脱氮原理活性污泥法的传统功能——去除水中溶解性有机物N、P只满足生理要求即可，因此对二者去除率低，仅为20-40%；5-20%概述污水生物处理中氮的转化过程1、氨化反应氨化反应原理RCHNH2COOH+O2RCOOH+CO2+NH3氨化菌氨化菌为异氧菌一般在氨化过程与微生物去除有机物同时进行，有机物去除结束时，已经完成了氨化反应2、硝化反应硝化反应原理总反应NH4++1.5O2NO2-+H2O+2H+-△F（△F=278.42kJ）NO2-+0.5O2NO3－-△F（△F=72.27kJ)亚硝酸菌硝酸菌NH4++2O2NO3－+H2O+2H+-△F（△F=351kJ）硝化

4、菌硝化菌的特点①硝化菌——亚硝酸菌和硝酸菌的统称;②硝化菌属于——化能自养菌，可生芽孢的短杆状细菌.硝化反应的控制指标硝化菌对环境条件的变化极为敏感，所以有以下指标：①溶解氧：氧是电子受体，DO不能低于1.0mg/l硝化需氧量（NOD）——4.57g(氧)/g（N）②碱度：7.1g碱度（以CaCO3计）/1g氨态氮（以N计）,一般碱度不低于50mg/l③PH：硝化菌对PH变化敏感,最佳值8.0-8.4,效率最高④温度：适应20-30℃，15℃时硝化速度下降，低于5℃完全停止⑤有机物：BOD应低于15-20mg/l⑥污泥龄（SRT）：微生物在反应器内的停留时间（θc）N>(θc

5、)Nmin，硝化菌最小的世代时间(θc)Nmin有害物质：对硝化反应抑制，某些重金属，高浓度NH4+—N，高浓度NOx—N，有毒有机物、络合物阳离子。3、反硝化反应2HNO22HNO2HNO32NH2OH2NH3NON2+4H+2H-2H2O+2H-2H2O-H2O+4H+4H-2H2O-2H2O反硝化反应：指NO3—N和NO2—N在反硝化菌的作用下，还原成气态N2的过程。NO3-NO2-NH2OH有机体(同化反硝化)NO2-N2ON2(异化反硝化)①同化反硝化反应原理②异化反硝化反应原理①反硝化菌属于异养型兼性厌氧菌；②以NO3—N为电子受体，以有机碳为电子供体，合成的细胞

6、物质较少。①污水中的碳源：BOD5/T—N>3-5时，勿需外加碳源②PH：主要的影响因素，适当的值为（6.5-7.5），PH>8，或PH<6，反硝化速率下降。溶解氧：0.5mg/l以下，厌氧、好氧交替的环境，如存在氧，会抑制反硝化菌体内硝酸盐还原酶的合成，或氧成为电子受体阻碍硝酸氮的还原，但另一方面，某些酶系统还需有氧才能成；④温度：最适宜的温度是20-40℃，低于15℃时代谢速率下降；⑤冬季低温季节：降低负荷率，提高污水的HRT。反硝化菌反硝化反应的控制指标生化反应类型去除有机物　　　（好氧分解）硝化反硝化亚硝化硝化微生物好氧菌和兼性菌　　（异养型细菌）自养型细菌自养型细菌

7、兼性菌异养型细菌能源有机物化学能化学能有机物氧源O2O2O2NO3-NO2-溶解氧1—2mg/l以上2mg/l以上2mg/l以上0—0.5mg/l碱度没有变化氧化1mgNH4+-N需要7.14mg碱度没有变化还原1mgNO3--N,N02--N生成3.57g碱度氧的消耗分解1mg有机物(BOD5)需氧2mg氧化1mgNH4+-N需氧3.43mg氧化1mgNO2--N需氧1.14mg分解1mg有机物(COD)需要NO3-N0.35mg,N02-N0.58mg，以提供化合态的氧最适pH6—87—8.56—7